Proyecto Integrador

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROYECTO INTEGRADOR I

TEMA: Ballesta Medieval

ALUMNOS: Luis Aguirre; Alejandro Cuzco; Carlos Guashco; David Herrera.

GRUPO "Whiskies"

SEMESTRE: SEP. 2011-FEB 2012

FECHA: 2012- 06- 08

AULA: H-409

CATEDRÁTICO: Ing. Emilio Tumipamba

Proyecto Integrador

OBJETIVO PRINCIPAL:

Construir una arma impulsora firme en un arco montado sobre una base recta que dispara proyectiles similar a una de la época medieval (ballesta), con el fin de comprobar un histórico mito existente alrededor de esta singular arma

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Aplicar conocimientos técnico-científicos obtenidos durante los primeros niveles de

Ingeniería Mecánica. Comprobar la veracidad o falsedad del mito acerca de la ballesta

ANTECEDENTES:La ballesta es un arma que comenzó a ser utilizada de modo masivo en el siglo X, siendo la evolución y perfeccionamiento del arco y flecha. El primitivo arco de madera fue sustituido por una versión con un potente arco metálico formado por una o varias varas metálicas unidas (como un "elástico" de carruaje), llamada "arbalesta*”.

Existió una versión de repetición inventada en la antigua China, menos potente, pero capaz de realizar varios disparos seguidos antes de recargar llamada Cho-Ko-Nu. Y mucho antes de su aparición en la Edad Media, los antiguos griegos parece que ya conocían una especie de versión primitiva, llamada gastrafetes("arco de vientre"), porque para tensarla se empujaba el mecanismo apoyándose sobre el vientre y cargando el peso del cuerpo.

Fig. 01: Uso del Cho-Ko-Un por los chinos

A pesar de estar completamente relegado su uso en las milicias en favor a las armas de fuego, aún se siguen fabricando de modo industrial y artesanal para la caza y para algunas fuerzas especiales, al ser un arma silenciosa, de relativo bajo costo y gran precisión; además de que varios tipos de saetas tienen la capacidad de atravesar blindaje corporal.

Fig. 02: Armas Militares

Proyecto Integrador

DIAGNÓSTICO:• Incertidumbre acerca de la historia que rodea al mito.• Parte de hacer ciencia es revivir el pasado para catapultarnos hacia el futuro• Su uso fue bélico en anteriores tiempos. Ahora marca la pauta de un artefacto

histórico

JUSTIFICACIÓN PARA INVERTIR TIEMPO Y ENERGÍA:• La ballesta se comenzó a usar en el siglo X debido a su facilidad de uso y su gran

ventaja sobre otras armas como el arco.• Su funcionamiento es totalmente mecánico• Su diseño no requiere de conocimientos ajenos a los que hemos adquirido durante los

tres primeros niveles de estudio.• Poder calcular la velocidad y alcance del proyectil debido a la conservación de la

energía en la ballesta• Su construcción es posible por la facilidad de adquirir los materiales y el costo

relativamente bajo que representan

ALTERNATIVA SELECCIONADA: Para no solo usar elástico se debe hacer q las palancas de la ballesta también sean

flexibles y para aumentar la eficiencia mecánica de la ballesta. La flecha a usar debe ser de un tamaño y peso especifico Evitar la menor cantidad de rozamiento, la forma de la punta de la flecha va a ser

esférica para evitar algún accidente

ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN:

Para no solo usar elástico se debe hacer q las palancas de la ballesta también san flexibles y para aumentar la eficiencia mecánica de la ballesta.

La flecha a usar debe ser de un tamaño y peso especifico (no pesa, ni muy liviana) Usar dos tiras de elástico trenzadas Menos rozamiento La forma de la punta de la flecha El Angulo de disparo

ALTERNATIVA SELECCIONADA:

Es unir las dos primeras usar un elástico y con palancas flexibles y una flecha especifica

CÁLCULOS:

Un peso aproximado de la flecha será de 0.175 kg

Una banda nos proporciona una fuerza elástica de 30Lbf

Así que las palancas deben proporcionar una cantidad de por lo menos 10Lbf más

De esta manera se obtiene un total de 40Lbf

Proyecto Integrador

Alcance

Empezando con un ángulo de 0°Fempuje=30lbf

Fempuje=40

lbf∗1kgf2.2045bf

∗9.8N

1kgf

Fempuje=177,81Nmflecha=0.015kg

a=Fgeneradamflecha

a=177.81N0.175kg

a=1016 m

s2

d=V 0∗t+12∗a∗t2

d=20m2∗201016

=t 2

t=√ 401016

t=0.198 segundosEsfuerzo de impacto:

σ= FA

Areadeuna tabla10 x10cmA=0.1cm

σ=1016N0.01m2

σ=101.6kPa

Trabajo del rozamiento con el aire:

∆ Ec+∆ Ep+∆Eelastica+Wfr=0

12∗m∗v2+m∗g∗h=−Wfn

h=1.5m a la que esta la flecha

Vf=a∗t

Proyecto Integrador

Vf=1016∗0.198

Vf=201.168 ms

-Wfr=0.5∗0.175∗(201.168 )+0.175∗9.8∗1.5

Wfr=−20.17 J se pierde con la resistencia del aire

GRÁFICOS:

Fig. 03: Esquema Ballesta

Proyecto Integrador

Fig. 05: Diagrama del Gatillo

APLICACIÓN DE LA LEY DE MURPHY:

«Todo lo que puede suceder, sucede.»

Debido a que la aplicación de nuestro proyecto, su uso, experimentación y desarrollo conlleva riesgos de sufrir lesiones o accidentes, tenemos que apegarnos a dicha ley para no sufrir ningún daño, ni tampoco la construcción del proyecto sea un fracaso.

Proyecto Integrador

La elección de la madera con una gran dureza como es el “colorado” es para evitar al máximo su ruptura y un posible daño colateral al usuario.

Implementación de un seguro anticarga, que evita que el usuario la lleve cargada o su disparo inintencionado

FODA DEL GRUPO:

GLOSARIO:Arbalesta: arma mucho más pesada, generalmente destinada a ser usada como arma de defensa estática

Diagrama de Gantt: herramienta gráfica cuyo objetivo es mostrar el tiempo de dedicación previsto para diferentes tareas o actividades a lo largo de un tiempo total determinado.

Murphy (Edward): ingeniero aeroespacial estadounidense. Murphy trabajó en sistemas de seguridad críticos y es conocido por la homónima Ley de Murphy, que declara que "Si hay varias maneras de hacer una tarea, y uno de estos caminos conduce al desastre, entonces alguien utilizará ese camino."

BIBLIOGRAFÍA:

http://www.espadasartesanales.com/Ballestas/Ballestas.php http://madequisa.com/index.php?

option=com_content&view=category&id=40&layout=blog&Itemid=57 http://www.ballestas.info/articulo/ballmedieval.html http://www.alcheminc.com/crossbow.html

La variedad de horarios de los integrantes del grupo a hecho que las reuniones de trabajo sean difíciles de coordinar

La ballesta medieval no llegue a cumplir sus objetivos

Asignatura en la cual pondremos a prueba los conocimientos aprendidos dentro y fuera de los predios universitarios

variedad de capacidades entre los integrantes del grupocapacidad para resolver los problemas sucitados,ante todo respeto mutuo entre todos los integrantes del grupo

FORTALEZAS OPORTUNIDADES

DEBILIDADESAMENAZAS

Proyecto Integrador

http://www.bricotodo.com/fresar.htm http://www.uv.es/ocw/ocwsecundaria/hoja_de_procesos.html http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Murphy http://ballesta-artesanal.blogspot.com/ http://www.arc3d.net/web/doc/Planos_Longbows.pdf http://www.youtube.com/watch?v=U_IidVfleYc&feature=related http://www.arc3d.net/2011/01/24/construir-una-ballesta-medieval/ http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/6946484.R/Fabrique-una-ballesta-_arma-

medieval___y-te-lo-muestro.html

DOCUMENTOS ADJUNTOS:o Diagrama de Gantt*o Planos de Conjunto, despiece y vista explotadao Hojas de Proceso de fabricacióno Hoja de Costoso Diagrama Deformación-Esfuerzo de la madera